「電子線トモグラフィー」の版間の差分

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Set1002.fit YOYS 60.000002 0.000000 0.000000 0.097586
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Set1000.fit YOYS 0.000000 0.000000 0.000000 0.103920
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Set1001.fit YOYS 30.000001 0.000000 0.000000 0.094755
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Set1005.fit YOYS 149.999997 0.000000 0.000000 0.120492
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Set1004.fit YOYS 120.000003 0.000000 0.000000 0.115170
 +
Set1003.fit YOYS 90.000003 0.000000 0.000000 0.096009
 +
Set1006.fit YOYS 180.000005 0.000000 0.000000 0.103048
 +
Set1008.fit YOYS 240.000007 0.000000 0.000000 0.096656
 +
Set1007.fit YOYS 209.999999 0.000000 0.000000 0.099589
 +
Set1009.fit YOYS 270.000001 0.000000 0.000000 0.101168
 +
Set1010.fit YOYS 299.999995 0.000000 0.000000 0.115695
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Set1011.fit YOYS 329.999989 0.000000 0.000000 0.122864
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<div>今回は入力ファイルと参照ファイルがほぼ同じであるので、角度情報は一致します。</div>
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<td><p align="Center">[[画像:1WDC-corfit-2d.png]]<br>
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[[mrcImageMake2DArrayImage]](N=12)で表示<br></p>
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</td>
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</tr>
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</table>
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== [[ファイン・アラインメント]] ==
 
== [[ファイン・アラインメント]] ==

2014年4月21日 (月) 05:25時点における版

電子線トモグラフィーとは、電子顕微鏡を用いた3次元再構成法の一つで、同一視野を様々な方向からの投影された電子顕微鏡像をコンピュータの中で三次元像に再構成し、コンピュータを使って断層像(トモグラム)を作成する手法です。

 下記にその手順を順に述べていきます。

連続傾斜像の撮影

 同一視野で撮影すると試料を特定の軸に対して一定間隔で回転した画像になります。


Input-Tomogram.png

1軸回転

Input1-Tomogram.png

2軸回転


画像の補正

 傾斜画像では、視野全体がアンダーフォーカスとなるように、通常の電子顕微鏡撮影よりも大きなデフォカース値をとる場合が多いです。その場合、LaB6などの電子銃では第一トーンリングより外側の情報がほとんど無いために、CTF補正等は必要ありませんが、電界放出銃を利用した場合には、場合によっては間違った情報を与える場合があるので注意が必要です。

ラフ・アラインメント

 傾斜画像の中心付近の画像の相関から、それぞれの傾斜画像の大まかな位置を合わせます。

入力ファイル

1WDC-shift1-2dSet.png
mrcImageMake2DArrayImage(N=12)で表示


前処理(窓関数)

 窓関数を掛けて画像端のノイズを除去します。


今回は横80%、縦90%の窓関数を掛けます。
コマンド(1枚目の場合): mrcImageWindowing -i Set1000.roi -o Set1000.mask -W 0.2 0.2 0.1 0.1


こちらのMakefileを使用すると全てのroiファイルについて処理を行います。
設定内容
# For Windowing
WIN_X=0.2
WIN_X_MAX=0.2
WIN_Y=0.1
WIN_Y_MAX=0.1
WIN_MODE=18
コマンド
make Windowing


出力ファイル(全ファイル)

1WDC-win-2dSet.png
mrcImageMake2DArrayImage(N=12)で表示


位置合わせ

mrcImageAutoRotationCorrelationを使用した場合

 こちらのMakefileを使用して位置合わせを実行します。Makefileを使用せずにコマンドを逐次入力しても位置合わせは可能ですが、-Oの出力ファイルをmrc2Dto3D用のフォーマットに変換する必要があります。


入力ファイル(全ファイル)

1WDC-win-2dSet.png
mrcImageMake2DArrayImage(N=12)で表示


1WDC-shift1-2d.png
mrcImageMake2DArrayImage(N=12)で表示


設定内容
### For mrcImageAutoRotationCorrelation
# mode
COR_MODE=18
# StackOrder
STC_MODE=1
コマンド
make RotFit


実行結果
Set1002.fit YOYS 60.000002 0.000000 0.000000 0.097586
Set1000.fit YOYS 0.000000 0.000000 0.000000 0.103920
Set1001.fit YOYS 30.000001 0.000000 0.000000 0.094755
Set1005.fit YOYS 149.999997 0.000000 0.000000 0.120492
Set1004.fit YOYS 120.000003 0.000000 0.000000 0.115170
Set1003.fit YOYS 90.000003 0.000000 0.000000 0.096009
Set1006.fit YOYS 180.000005 0.000000 0.000000 0.103048
Set1008.fit YOYS 240.000007 0.000000 0.000000 0.096656
Set1007.fit YOYS 209.999999 0.000000 0.000000 0.099589
Set1009.fit YOYS 270.000001 0.000000 0.000000 0.101168
Set1010.fit YOYS 299.999995 0.000000 0.000000 0.115695
Set1011.fit YOYS 329.999989 0.000000 0.000000 0.122864
今回は入力ファイルと参照ファイルがほぼ同じであるので、角度情報は一致します。


1WDC-corfit-2d.png
mrcImageMake2DArrayImage(N=12)で表示


ファイン・アラインメント

 傾斜画像の軸の位置、角度を出来る限り一致させます。

3次元再構成

 2次元画像のセットから3次元画像を再構成します。

mrc2Dto3Dで実行

実行例1

 連続傾斜像の撮影で軸にズレがない場合は角度刻みをそのまま入力ファイルリストに設定します。


入力ファイル

1WDC-win-2dSet.png
mrcImageMake2DArrayImage(N=12)で表示


出力ファイル

Outdata-mrc2Dto3D.png
xy平面

Outdata1-mrc2Dto3D.png
yz平面

Outdata2-mrc2Dto3D.png
zx平面

最小

最大
平均値
標準偏差

標準誤差

-0.00811993 (43, 34, 36)

0.0128274 (23, 25, 33)
1.79873e-06
0.00120493

2.35338e-06


電子線トモグラフィー画像のもつ問題点

 全方位からの投影像を得られないために、ミッシングエリアとよばれる情報がない領域があります。そのため、方向依存でのボケを生じます。

トモグラフに使われる画像処理

平滑化

セグメンテーション

トモグラム画像の解釈 ==

 また、多様な構造を含むため、3次元画像から興味あるセグメントを切り出すなどの作業が必要です。そのための支援ソフトウェアが必要です。

== サブトモグラムの平均化==